在LED应用市场不断成熟的背景下,消费者对产品的稳定性和可靠性提出了更高的要求。他们希望在同等条件下,LED产品不仅要展现出色的能效指标、实现更低的能耗,还要拥有更具竞争力的价格。面对这样的市场需求,传统LED SMD贴片式封装和大功率封装方式逐渐显示出局限性。作为响应这一挑战的技术革新,板上芯片(COB)集成封装技术应运而生,它通过直接将多颗LED芯片封装在金属基印刷电路板上,形成一个完整的照明模块。这种设计不仅简化了支架的制造工艺,降低了生产成本,还因其独特的散热机制而显著减少了热阻。COB封装方式利用基板直接进行散热,有效提高了整个照明系统的效率和稳定性。因此,COB技术已经成为许多照明企业的首选封装方案,它以其卓越的性能和成本效益比,满足了市场对高性能、高稳定性及高性价比LED产品的迫切需求。COB光源除了散热性能好、造价成本低之外,还能进行个性化设计。但在技术上,COB封装仍存在光衰、寿命短、可靠性差等不足之处,如能得到解决,将是未来封装发展的主导方向之一。
COB性能趋稳定,应用广泛
COB产品主要应用于商业照明市场,随着技术提升,高功率的COB产品性能趋于稳定,近来逐渐被应用于户外照明,包括LED工矿灯、路灯等市场。由于高功率LED与COB LED具有中功率所没有的产品设计优势与高光强,将能提升高端照明市场的竞争优势。
在专业商业照明领域,尤其是针对博物馆和画廊等展示场所的灯具市场,筒灯、投射灯与反射灯占据主导地位。据统计,2016年,全球高端商用照明市场在最受欢迎的筒灯和轨道射灯产品中,分别有40%和75%采用了COB光源(以灯具数量为基准,主要使用功率不超过30W的COB)。
这些产品的市场需求随后分别以年复合增长率11%和6%的速度增长。
另外,车用COB也是COB的应用领域之一。然而,由于COB市场本身较小,且车用COB仅是其中的一个小分支,因此并未受到业内人士的广泛关注。但随着越来越多的COB制造商纷纷涉足车用COB市场,这一领域迅速成为了价格战的中心。
工业照明领域正为中小型COB企业开启新的机遇之门。根据市场研究报告显示,LED工业照明市场在未来几年将实现飞速增长。具体数据显示,2016年LED工业照明的市场总值已达到29.32亿美元,并预计每年将以超过16%的速率增长,其中2016年的增长率更是高达24%。按照这一趋势,到2018年,市场规模有望增至39.35亿美元。值得一提的是,由于工业照明项目通常采用隐形工程渠道,这使得企业能够避免激烈的价格竞争和规模战。
COB封装的优劣势分析
COB封装技术已在照明行业中广泛应用并展现出显著优势,因此广受照明企业的青睐。然而,将COB封装引入显示屏领域时,我们不禁好奇它将如何表现?是否会在某些方面遭遇挑战?让我们深入探讨COB封装在显示屏应用中的优势与面临的困难。据观察,COB封装在显示屏上的应用带来了传统封装方式无法比拟的好处。
在当今科技飞速发展的时代,COB封装技术因其独特的性能优势,正逐渐成为LED显示屏行业的首选。,
1、超轻薄是其显著特点之一。根据不同客户的需求,我们可以提供从0.4mm到1.2mm不等的PCB板厚度,这样不仅使得产品的重量降至传统产品的三分之一,还极大地降低了结构、运输和工程成本,为客户提供了经济高效的解决方案。
2、防撞抗压方面,COB产品通过将LED芯片直接封装于PCB板的凹形灯位中,并采用环氧树脂胶进行固化处理,使得每个灯点表面呈现出光滑坚硬的球面形态,极大提升了其耐撞耐磨性能。这种设计不仅增强了产品的耐用性,也延长了其使用寿命。
3、关于视角问题,COB封装采用了浅井球面发光技术,实现了超过175度甚至接近180度的广阔视角,同时拥有更出色的光学漫散色浑光效果。
这使得COB LED显示屏在视觉表现上更为出色,为观众带来了更加震撼的视觉体验。
4、在可弯曲性方面,COB封装展现了无与伦比的优势。
由于PCB板的弯曲不会对已封装好的LED芯片造成损害,因此使用COB模组可以轻松制作出LED弧形屏、圆形屏及波浪形屏等多样化产品,特别适用于酒吧、夜总会等需要个性化造型屏的场合。而且,无缝隙拼接技术和简单的制作过程,使其成本远低于柔性线路板和传统显示屏模组制作的LED异形屏。
5、散热能力也是COB产品的一大亮点。通过将灯封装于PCB板上,并利用铜箔来快速传导灯芯的热量,加上严格工艺要求的铜箔厚度和沉金工艺,有效减少了光衰减,极少出现死灯情况,从而大大延长了LED显示屏的使用寿命。
6、COB产品的耐磨易清洁特性也不容忽视。每个灯点的凸起球面设计不仅光滑坚硬,还便于维护。
即使出现坏点,也能逐点进行维修;而没有面罩的设计,让清洁工作变得更加简易,只需用水或布即可轻松完成。
7、COB产品具备全天候优良特性。通过三重防护处理,包括防水、防潮、防腐、防尘、防静电、抗氧化和抗紫外线等,确保了其在极端环境下也能正常工作,无论是零下30度还是零上80度的温差环境都能保持良好性能。
COB显示封装技术在与传统封装方式的对比中展现出众多优点,这使得其在LED显示屏领域显得尤为突出。然而,令人好奇的是,这项技术为何在LED显示屏发展的早期并未广泛应用。
其潜在的缺陷又是什么呢?深圳韦侨顺光电有限公司的副总经理胡志军指出:“COB封装的主要问题屏面墨色的控制难度,特别是在灯未点亮时,表面墨色的不一致。”同样,深圳市奥蕾达科技有限公司市场总监杨锐也提到:“COB显示封装面临的挑战在于表面一致性的不足,这一问题若未解决,很难赢得客户的信赖。
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COB封装工艺解读
COB封装技术显著简化了生产流程,省去了传统工艺中的多个步骤,包括回流焊,从而降低了生产成本并增强了产品的稳定性。与传统封装方式相比,COB避免了将灯珠焊接到PCB板上的复杂环节,这解决了由于灯脚密集而引起的焊接挑战和焊点脱落的问题。此外,COB封装还取消了分光、分色、烘干以及焊锡等工序,特别是消除了对精确温度控制要求极高的焊锡过程,有效预防了虚焊和假焊现象,极大地提高了灯珠的可靠性。
COB封装技术被认为是一种简化或无需传统封装的方法。
尽管这种技术没有完全去除封装步骤,但它确实简化了这一流程。
与常规的贴片工艺相比,COB封装通过省略一些关键步骤,不仅减少了生产时间,还提高了工艺流程的效率,从而显著降低了生产成本。传统的SMD生产工艺涉及多个步骤如固晶、焊线、点胶、烘烤、冲压、分光分色、编带和贴片等,而COB工艺则对这些步骤进行了优化。在COB技术中,IC直接被安装到线路板上,接着进行固晶、焊线、测试以及点胶和烘烤等处理,最终完成产品的制作。
LED显示屏的生产过程涉及复杂工艺,特别是在高温下进行回流焊环节时,SMD灯珠支架与环氧树脂因膨胀系数差异大而导致封装壳易分离或产生裂缝,这会引发使用中的死灯现象,进而显著提高产品的不良率。相比之下,COB显示屏的稳定性得益于其生产过程中无需经历回流焊贴片灯的步骤,尽管后续可能会对IC进行回流焊接,二极管芯片已被环氧树脂胶固定并保护,有效防止了因高温焊接导致的灯珠支架和环氧树脂间产生缝隙的问题。
COB封装技术目前正遭遇多重挑战,其中最突出的包括较低的首次成功率、确保在高温环境下灯具表面不遭受损害以保障优质产品的比例以及修复工作的高难度。为了克服这些问题,相关企业正在采纳特定的防护措施和采用逐点修正技术,旨在提升产品的质量和维修工作的效率。
COB封装技术直接在PCB板上操作,不受灯珠限制,便于实现高密度和小间距显示屏。行业专家认为COB专为小间距设计,主要用于安防领域小间距显示屏。COB解决了SMD的焊脚密集问题,简化了生产流程,降低了成本约15%。此外,COB能解决户外防护问题,具有高可靠性和低密度下的成本优势。未来发展需要解决产品一致性问题,但整体而言,COB封装是显示屏技术的重要发展趋势。
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